Question

18．生物体内某些重要化合物的元素组成如图所示．

（1）图中X、Y分别代表何种元素？XN；YN、P．
（2）a的结构通式可表示为；
（3）A可分为A₁，…，A₅，…，其原因从a分析是因为：①种类不同；②数量不同；③排列顺序不同．
从A分析是因为空间结构千差万别．
从C₁分析是因为DNA分子的多样性．
一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物--脑啡肽，下面是它的结构简式．

（4）该化合物叫五肽，是由5个氨基酸失去4分子水而形成的，这样的反应叫作脱水缩合．
（5）今有一化合物，其分子式为C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，已知将它水解后只得到四种氨基酸．问：

该物质共含有羧基5个，进行水解时需9个水分子．

Answer 1

分析 1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是 ，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18．
3、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别．
4、分析题图：
题图生物体内某些重要化合物的元素组成中的A具有免疫、催化、运输等功能，是蛋白质，其中A₁是蛋白质类的酶，A₂是抗体，A₃是血红蛋白，A₄是载体蛋白，A₅是胰岛素，a是蛋白质的基本组成单位氨基酸，X是N元素，C₂是mRNA，C₁是DNA，c是核酸的基本组成单位核苷酸，B是N、P元素；
题图脑啡肽的结构简式中，含有4个肽键（-CO-NH-）、5个R基（依次为-CH₂-C₆H₄-OH、-H、-H、-CH₂-C₆H₅、-CH₂-CH（CH₃）₂），是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽；
题图分子式为C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀水解后得到的四种氨基酸中均只含有一个氨基，只有谷氨酸含有2个羧基（其它三种氨基酸均含有1个氨基）．

解答 解：（1）由以上分析知，图中的X代表的元素是N；Y代表的元素是N、P．
（2）题图中的a是构成蛋白质的氨基酸，其结构通式可表示为．
（3）题图中的A是蛋白质，蛋白质可分为A₁，…，A₅，…，其原因从a（氨基酸）分析是因为：氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同；从蛋白质分析是蛋白质的空间结构千差万别；蛋白质是在C₁（DNA）的指导下通过转录和翻译过程形成的，蛋白质可分为A₁，…，A₅，…，其原因从DNA分析是因为DNA分子的多样性．
（4）题图中的脑啡肽的结构简式中含有5个R基、4个肽键，是由是由5个氨基酸经脱水缩合反应失去4分子水而形成的．
（5）分子式为为C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的化合物水解后得到四种氨基酸均只含有一个氨基（一个氮原子），因此分子式为为C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的化合物是由10个氨基酸形成的十肽，其含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=10-1=9个，水解时需要水分子的个数=肽键数=9个．
故答案为：
（1）N　N、P
（2）
（3）种类不同　数量不同　排列顺序不同　空间结构千差万别　DNA分子的多样性
（4）五    5   4   脱水缩合
（5）5    9

点评 本题结合题图考查组成细胞的元素和化合物、蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记组成细胞的元素和化合物的种类和作用、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．